高一化学原子晶体.ppt

高中化学新人教版选修3系列课件,物质结构与性质,第课时原子晶体,3.2分子晶体与原子晶体,教学目标,知识与能力1、掌握原子晶体的概念，能够区分原子晶体和分子晶体。2、了解金刚石等典型原子晶体的结构特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。教学难点重点原子晶体的结构与性质的关系,讨论：,CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。,结论：SiO2不是分子晶体。那它是什么晶体呢？,一、原子晶体,1.定义:原子间通过共价键相结合而形成空间网状结构的晶体,1.构成以上晶体的粒子是什么?2.粒子间通过什么样的作用力联系在一起?3.以上晶体结构在整体上有什么共同特点?,思考,原子晶体的空间结构,Si,o,二氧化硅的晶体结构模型,二氧化硅的晶体结构模型,1.SiO2晶体中Si、O原子的连接特点。2.SiO2晶体中存在SiO2小分子吗？SiO2能不能叫做分子式？3.SiO2晶体中Si-O键的夹角（键角）是多少？每个正四面体占有Si、O原子数是多少？4SiO2晶体中，每个硅原子与它周围的4个硅原子所形成的空间结构是什么？SiO2晶体中，最小的硅氧原子环上共有多少个原子？,金刚石的晶体结构模型,碳原子,金刚石的晶体结构模型,1.金刚石晶体的结构特点。2.金刚石晶体中最小碳环上的碳原子数和环的特点。3.金刚石晶体中碳原子与C-C键数之比是多少？,3.晶体中每个C原子参与了4条C-C键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故C原子与C-C键数之比为：1:（41/2）=1:2,2.最小的碳环由6个碳原子组成且不在同一平面内,晶体硅的晶体结构模型,硅原子,二、原子晶体的特点,1、熔沸点很高，硬度很大，难溶于一般溶剂，一般不导电。,三、哪些物质属于原子晶体,金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等,2、原子晶体熔、沸点的高低与共价键的键能大小有关，共价键的键能于半径有关，半径越大，键能越小。比较C、Si原子半径，不难发现键能：CCCSiSiSi，所以熔、沸点为金刚石碳化硅单晶硅,石墨的晶体结构图,返回,石墨,混合型晶体,石墨为什么很软？石墨的熔沸点为什很高？,石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软，硬度小。石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键，故熔沸点很高。所以，石墨称为混合型晶体。,原子晶体,1、定义：原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。,如：金刚石是以碳碳单键结合而成的正四面体的空间网状结构。,键角：10928,键长：1.5510-10m,2、性质：熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。,熔点：3550沸点：4827,3、代表晶型：金刚石、晶体硅、二氧化硅,4、原子晶体的构成微粒和作用力：构成微粒是：原子作用：共价键,5、原子晶体中不存在分子如：SiO2中只存在Si原子和O原子，而不存在SiO2分子，只有化学式。,6、原子晶体的熔沸点也是随作共价键的增强而增高,晶体类型的判断,从组成上判断（仅限于中学范围）：有无金属离子？(有：离子晶体)是否属于“四种原子晶体”？以上皆否定，则多数是分子晶体。从性质上判断：熔沸点和硬度；(高：原子晶体；中：离子晶体；低：分子晶体)熔融状态的导电性。(导电：离子晶体),原子晶体结构的计算,分析石墨结构中碳原子数与碳碳键数目比,故正六边形中的碳碳键数为61/2=3，,解析：我们可以先选取一个正六边形,此结构中的碳原子数为6,一个碳原子被三个六元碳环共用，,正六边形中的碳原子数为61/3=2。,六边形中的任一条边（即碳碳键）均被2个正六边形共用，,所以碳原子数与碳碳键数目比为2:3。,5.已知金刚石中CC键长为1.541010m，那么金刚石的密度为g/cm3。（相对原子质量：C12.0）6.SiC是原子晶体，其结构类似金刚石，为C、Si两原子依次相间排列的正四面体型空间网状结构。右图为两个中心重合，各面分别平行的大小两个正方体，其中心为一Si原子，试在小正方体的顶点上画出与Si最近的C的位置，在大正方体的棱上画出与C最近的Si的位置。,两大小正方体的边长之比为_；SiCSi的键角为_(用反三角函数表示)；若SiC键长为acm，则大正方体边长为_cm；SiC晶体的密度为_g/cm3。（NA为阿佛加德罗常数，相对原子质量C.12Si.28）。,3.金刚石结构中，一个碳原子与个碳原子成键，则每个碳原子实际形成的化学键为个；amol金刚石中，碳碳键数为mol。,4,2,2a,4、已知金刚石的晶胞如图，金刚石中C-C键长为1.5510-8cm,求金刚石的晶体密度？,开拓思考题,仔细观察左边的示意图后，回答下列问题：金刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点是否相同？为什么？若不相同，哪种更高一些？,（二）、晶体中距离最近的微粒数的计算：,1、在金刚石的网状结构中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上有_(填数字)个碳原子，每个碳原子上的任意两个CC键的夹角都是_(填角度),6,10928